(57)【要約】【課題】リワークに際し不良部材のみを良品部材に交換し該不良部材以外の良品部材を再利用することを実現する。【解決手段】本発明のバックライトユニットにおいて、光結合部材３０におけるボス３５ａ及び３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボス３５ａと、ＬＥＤ基板２４ａに非固定状態で取り付けられているボス３５ａ’とに割当てられている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源が配列して実装された光源基板と、上記光源基板の上に配され上記光源からの光を光学部材へ光結合するための光結合部材と、上記光源基板と上記光結合部材とを固定するための複数の光源基板用ボス部材とを備えた光源ユニットであって、
複数の光源基板用ボス部材は、上記光源基板に接着固定された第１の光源基板用ボス部材と、上記光源基板に非固定状態で取り付けられている第２の光源基板用ボス部材とに割当てられていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
上記光源基板と上記光結合部材との位置決めを行うための位置決め用ボス部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
上記光源基板及び上記光結合部材が搭載される板状部材と、上記板状部材と上記光結合部材とを固定するための複数の板状部材用ボス部材とを備え、
複数の板状部材用ボス部材は、上記板状部材に接着固定された第１の板状部材用ボス部材と、上記板状部材に非固定状態で取り付けられている第２の板状部材用ボス部材とに割当てられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
上記板状部材には、上記第１及び第２の光源基板用ボス部材、並びに上記第１及び第２の板状部材用ボス部材が部分的に挿入される貫通穴が形成されており、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入される上記貫通穴の内部における、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入されていない部分に接着剤の硬化物が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光源ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光源ユニットをバックライトとして備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット、及び光源ユニットを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量に出来ることから色々な分野に使用されている。液晶テレビをはじめとする液晶表示装置においては、光源からの光を導光板によって面状に出射させる導光板を備えたバックライトが多用されている。また、バックライトの光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が使用されている。このようなバックライトとしては、複数のＬＥＤを２次元マトリクス状に配置させ、これら複数のＬＥＤの上に導光板を配置した導光板直下型のバックライトが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、マトリクス状の複数のバックライトサブユニットを有するバックライトアセンブリが開示されている。そして、このバックライトアセンブリにおいて、複数のバックライトサブユニットの各々は、ＬＥＤユニット、及びＬＥＤユニットを囲む隔壁を備えている。上記ＬＥＤユニットは、所定の配置パターンでは位置された所定の発光色の少なくとも１つのＬＥＤを含む。
【０００４】
これにより、特許文献１の技術では、一部のＬＥＤの故障や破損時に最小限のＬＥＤだけを選択的に修理および交換できるようにしている。また、ユーザーの目的によって全体または一部のＬＥＤに対し、任意の位置変化が自在になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８３５６０号公報（２００７年  ７月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、マトリクス状の複数のバックライトサブユニットの各々にＬＥＤが設けられているため、液晶表示装置自体が厚型化及び重量化する。それゆえ、特許文献1の技術は、このような液晶表示装置の厚型化及び重量化を許容する用途では適用可能である。しかしながら、特許文献１の技術は、薄型化および軽量化のニーズに応えるべく、液晶表示装置およびバックライトに適用することができない。
【０００７】
また、上記の導光板直下型のバックライトでは、ＬＥＤチップからの光を導光板に所望の角度で入射させるために、ＬＥＤチップを搭載したＬＥＤ基板と導光板との間に様々な形状の光結合部材（レンズ）を配置させることが考えられる。液晶表示装置の薄型化及び軽量化のニーズにより、ＬＥＤからの光を導光させる導光板についても、自ずと薄型化が要求される。そして、このような薄型化した導光板への光入射技術についても、高精度化が要求される。
【０００８】
ＬＥＤ基板と導光板との間に光結合部材が配置されたバックライトについて、光入射技術を高精度化するためには、取り付け調整による光結合部材とＬＥＤ基板との位置精度が求められる。このため、取り付け調整後に、振動や環境変化等が要因で、光結合部材とＬＥＤ基板との相対位置が動かないように、ボス部材により光結合部材とＬＥＤ基板とを接着固定し位置決めする必要がある。しかし、光結合部材とＬＥＤ基板との接着固定について、リワーク時に以下の問題が生じる。
【０００９】
例えばＬＥＤチップが故障した場合、ＬＥＤ基板（少なくとも１枚単位）をごっそり交換する必要がある。このとき、バックライトからＬＥＤ基板を取り外そうとすると、光結合部材とＬＥＤ基板とを接着固定するボスが折れてしまう。ボスが折れてしまうと、光結合部材とＬＥＤ基板との接着固定が不可能になり、位置合わせができなくなる。このため、リワークに際し、不良品のＬＥＤ基板だけでなく、良品の光結合部材も再利用できず交換する必要が生じる。その結果、バックライト自体が無駄となり、コストが高くなるという問題が生じる。
【００１０】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リワークに際し不良部材のみを良品部材に交換し該不良部材以外の良品部材を再利用することができる光源ユニット、及び光源ユニットを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光源ユニットは、上記の課題を解決するために、複数の光源が配列して実装された光源基板と、上記光源基板の上に配され上記光源からの光を光学部材へ光結合するための光結合部材と、上記光源基板と上記光結合部材とを固定するための複数の光源基板用ボス部材とを備えた光源ユニットであって、複数の光源基板用ボス部材は、上記光源基板に接着固定された第１の光源基板用ボス部材と、上記光源基板に非固定状態で取り付けられている第２の光源基板用ボス部材とに割当てられていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、光学部材、光結合部材及び光源がこの順に配設されることとなる。すなわち、光学部材及び光源基板の間に、光源からの光を光学部材へ光結合する光結合部材が配されている。上記光学部材として導光板を用いた場合、導光板の下方の光源から出射された光は光結合部材を介して導光板に結合して斜めに入射され、導光板の内部を全反射しながら導光板の端部まで移動し、その途中で導光板の正面から光が出射することになる。
【００１３】
そして、上記の構成によれば、上記光源基板と上記光結合部材とを固定するための複数の光源基板用ボス部材について、上記光源基板に接着固定された第１の光源基板用ボス部材と、上記光源基板に非固定状態で取り付けられている第２の光源基板用ボス部材とに割当てられている。それゆえ、光源ユニット組立後、光源ユニットを分解したとき、リワーク作業を行うことにより良品部材の再利用が可能になるという効果を奏する。
【００１４】
すなわち、光源ユニットを組立後（光結合部材と光源基板とを接着後）、使用段階で例えば光源の点灯不良等の不具合が発生した場合、接着固定していた第１の光源基板用ボス部材を外し、光結合部材、及び光源基板を分離させる。上記の構成によれば、この後、良品の光源基板を用意し光源ユニットを組立てるとき、未使用の、光源基板に非固定状態で取り付けられている第２の光源基板用ボス部材を光源基板に接着固定することができる。
【００１５】
このように、上記の構成によれば、光源ユニットの組立時、または組立後に、光源等の不良が発生したとしても、不良の原因となる部材（例えば光源基板）を取替え、リワークにより良品部材（例えば光結合部材）を再利用することが可能である。その結果、上記の構成のよれば、歩留りの改善につながる。
【００１６】
したがって、上記の構成によれば、光源基板に対し取り外し可能に取り付けられた第２の光源基板用ボス部材を用いてリワークすることにより、リワークに際し不良部材のみを良品部材に交換し該不良部材以外の良品部材を再利用することができる光源ユニットを実現することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の光源ユニットでは、上記光源基板と上記光結合部材との位置決めを行うための位置決め用ボス部材が設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、上記光源基板と上記光結合部材との位置決めを行うための位置決め用ボス部材が設けられているので、上記光源基板と上記光結合部材とを接着固定するに際し、光源基板に形成されたアライメントマークではなく、上記位置決め用ボスを用いて位置合わせすることになる。すなわち、上記の構成によれば、アライメントマークが形成された光源基板に加え、アライメントマークが形成されていない光源基板にも適用することができる。
【００１９】
また、本発明の光源ユニットでは、上記光源基板及び上記光結合部材が搭載される板状部材と、上記板状部材と上記光結合部材とを固定するための複数の板状部材用ボス部材とを備え、複数の板状部材用ボス部材は、上記板状部材に接着固定された第１の板状部材用ボス部材と、上記板状部材に非固定状態で取り付けられている第２の板状部材用ボス部材とに割当てられていることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、上記板状部材と上記光結合部材とを固定するための複数の板状部材用ボス部材について、上記板状部材に接着固定された第１の板状部材用ボス部材と、上記板状部材に非固定状態で取り付けられている第２の板状部材用ボス部材とに割当てられている。それゆえ、光源ユニット組立後、光源ユニットを分解したとき、リワーク作業を行うことにより良品部材の再利用が可能になるという効果を奏する。
【００２１】
すなわち、光源ユニットを組立後（光結合部材と板状部材とを接着後）、使用段階で不良等の不具合が発生した場合、接着固定していた第１の板状部材用ボス部材を外し、光結合部材、及び板状部材を分離させる。上記の構成によれば、この後、良品部材を用意し光源ユニットを組立てるとき、未使用の、板状部材に非固定状態で取り付けられている第２の板状部材用ボス部材を板状部材に接着固定することができる。
【００２２】
上記の構成は、例えば上記光結合部材に、上記光源基板及び上記板状部材の両方が接着固定された光源ユニットに適用することができる。
【００２３】
また、本発明の光源ユニットでは、上記板状部材には、上記第１及び第２の光源基板用ボス部材、並びに上記第１及び第２の板状部材用ボス部材が部分的に挿入される貫通穴が形成されており、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入される上記貫通穴の内部における、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入されていない箇所に接着剤の硬化物が形成されていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、上記板状部材には、上記第１及び第２の光源基板用ボス部材、並びに上記第１及び第２の板状部材用ボス部材が部分的に挿入される貫通穴が形成されており、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入される上記貫通穴の内部における、上記第１の光源基板用ボス部材、及び上記第１の板状部材用ボス部材が挿入されていない部分に接着剤の硬化物が形成されているので、この接着剤の硬化物をリダクション処理（除去処理）することで、容易にリワークに対応することができる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上述の光源ユニットをバックライトとして備えたことを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、光源基板に対し取り外し可能に取り付けられた第２の光源基板用ボス部材を用いてリワークすることにより、リワークに際し不良部材のみを良品部材に交換し該不良部材以外の良品部材を再利用することができる液晶表示装置を実現することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の光源ユニットは、以上のように、複数の光源基板用ボス部材は、上記光源基板に接着固定された第１の光源基板用ボス部材と、上記光源基板に非固定状態で取り付けられている第２の光源基板用ボス部材とに割当てられている構成である。
【００２８】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記光源ユニットをバックライトとして備えた構成である。
【００２９】
それゆえ、リワークに際し不良部材のみを良品部材に交換し該不良部材以外の良品部材を再利用することができる光源ユニット、及び光源ユニットを備えた液晶表示装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示し、液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の液晶表示装置の構成を示す断面図であり、（ａ）は、液晶表示装置全体を示し、（ｂ）は、（ａ）に示すバックライト近傍Ｕの液晶表示装置の構成を示す。
【図３】バックライトユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】上記バックライトユニットが備えるＬＥＤ基板を示す上面図である。
【図５】上記バックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図６】（ａ）はＬＥＤチップから出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図７】（ａ）はＬＥＤチップから出射した光が楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）はＬＥＤチップ近傍を示す要部断面図である。
【図８】上記バックライトユニットにおける単位導光板を取り除いた構成を示す斜視図である。
【図９】図８の構成を切断面Ｓで切断したときの断面図である。
【図１０】図９の構成のＡ側の要部構成を拡大して示した断面図である。
【図１１】図８の構成をＺ方向上側から示した上面図である。
【図１２】変形例１のバックライトユニットに備えられた光結合部材の構成を示す斜視図である。
【図１３】変形例２のバックライトユニットに備えられた光結合部材の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の他の構成を示し、（ａ）は、分解斜視図であり、（ｂ）は、バックライト近傍部分を示す断面図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置のさらに他の構成を示し、バックライト近傍部分を示す断面図である。
【図１６】２つのＬＥＤチップから出射した光が放物面又は楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図である。
【図１７】（ａ）は液晶表示装置の構成を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１８】上記液晶表示装置の端部の構成を示す要部断面図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、シャーシの導光板保持面よりも下方に位置している光結合部材及び光源を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（１）液晶表示装置の全体構成
本発明の一実施形態について図１〜図１９に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１は、本実施形態の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【００３２】
本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示されるように、バックライト（光源モジュール）１０、拡散板２Ａ、プリズムシート３、拡散シート２Ｂ、液晶パネル４及びべゼル５がこの順に重ねられて配置されている。液晶表示装置１においては、バックライト１０から出射された光が、拡散板２Ａ、プリズムシート３、及び拡散シート２Ｂを通過して液晶パネル４に入射する。そして、液晶パネル４において光透過率を部分的に変化させることにより、所望の画像が表示されることになる。なお、液晶パネル４は、矩形の平板状であり、拡散板２Ａ、プリズムシート３、及び拡散シート２Ｂも液晶パネル４と略同じ形状を有している。なお、ここでは、液晶パネル４の長辺に平行な方向をＸ方向とし、液晶パネル４の短辺に平行な方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向の両方に垂直な方向をＺ方向とする。Ｘ方向は、長手方向ともいう。また、Ｚ方向は、液晶パネル４の法線方向ともいえる。
【００３３】
（２）バックライトの構成
バックライト１０は、下から順に（すなわち、液晶パネル４に対して遠い順に）、光源モジュール本体２０、一筋の開口１１ａを有するシャーシ１１、シャーシ１１と同様に一筋の開口１２ａを有する反射シート１２、及び導光板１３にて構成されている。シャーシ１１は、例えば鉄などの材質により形成されており、バックライト１０の強度を高めるものである。シャーシ１１は、液晶パネル４と略同じサイズである。
【００３４】
光源モジュール本体２０は、凹部２１ａを有する光源ホルダー２１を備えている。凹部２１ａがＸ方向に伸びた長尺状（帯状）の溝である。光源ホルダー２１は、凹部２１ａが液晶パネル４における短辺方向（Ｙ方向）の端部に対向するように配置されている。凹部２１ａの底面には、複数のバックライトユニット（不図示）が、凹部１１ａの長手方向に沿って配列して配置されている。
【００３５】
反射シート１２は、導光板１３からもれ出た光を反射し、導光板１３に戻すために設けられている。反射シート１２は、光源モジュール本体２０内の図示しない光結合部材が導光板１３に当接する部分で２つの区切られており、区切られた２つの反射シート間に一筋の開口１２ａが形成されている。すなわち、導光板１３における光源モジュール本体２０側の下面には、光結合部材と当接する領域、反射シート１２が設けられた領域が存在する。そして、光は、光結合部材と当接する領域を介して導光板１３へ入射することとなる。
【００３６】
導光板１３は、入射してくる光を液晶パネル側へ導くためのものであり、平板状である。
【００３７】
（３）光源モジュール本体及びバックライトユニットの構成
次に、光源モジュール本体２０及びバックライトユニット（光源ユニット）の構成について説明する。図２は、本実施形態の液晶表示装置（電子機器）の構成を示す断面図であり、図２（ａ）は、液晶表示装置全体を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すバックライト近傍Ｕの液晶表示装置の構成を示す。図３は、バックライトユニットの構成を示す斜視図である。図５は、バックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。なお、図５では、図面の煩雑さを防ぐため、導光板１３を省略している。
【００３８】
まず、図３に示されるように、光源モジュール本体２０は、複数のバックライトユニット１０’を備えており、これらバックライトユニット１０’は、Ｘ方向に配列して配置している。各バックライトユニット１０’は、図２〜図４に示されるように、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップを搭載したＬＥＤ基板２４ａと、長尺状の光結合部材３０と、単位導光板１３’と、ヒートシンク２２とを備えている。光結合部材３０は、ＬＥＤチップから発せられた光を結合させ、単位導光板１３’に対して所定の角度で入射させるための光学素子である。また、板状部材としてのヒートシンク２２には、ＬＥＤ基板２４ａおよび光結合部材３０が搭載されている。また、単位導光板１３’、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ、及びヒートシンク２２は、この順に重ねて配設されている。単位導光板１３’は、Ｙ方向に長尺な板部材であり、光源モジュール本体２０の導光板１３を構成する単位部材である。複数の単位導光板１３’がＸ方向に配列することで導光板１３が構成される。なお、半導体のＬＥＤチップは非常に微細なサイズであるため、図２〜図４では、図面の煩雑さを防ぐための記載を割愛する。
【００３９】
バックライトユニット１０’において、光結合部材３０は、Ｘ方向の断面が二股形状である透光部材である。そして、この二股形状の一方側がＬＥＤ基板２４ａ上に配置されている。また、光結合部材３０は、ＬＥＤ基板２４ａと反対側に頂部平坦面を有し、この頂部平坦面に単位導光板１３’が固定されている。
【００４０】
ＬＥＤ基板２４ａ上のＬＥＤチップから発した光は、光結合部材３０の二股形状の一方の入光面から入光し、光結合部材３０内部を伝搬し、単位導光板１３’との固定部分（頂部平坦面）で、単位導光板１３’と光結合する（単位導光板１３’に入射する）。単位導光板１３’に入射した光は、単位導光板１３’内部を全反射しながらＹ方向に伝搬しつつ、その光の一部は、単位導光板１３’の裏面に形成された光取り出し手段としての光散乱体により全反射条件が破られ、単位導光板１３表面からＺ方向上方（矢印Ｌａ）に出射する。なお、上記光散乱体は、単位導光板１３’裏面に印刷等で形成された微小パターンである。このようにバックライトユニット１０’は、ＬＥＤチップからの光を単位導光板１３’の凡そ全面から出射することができるので、面発光装置として利用することができる。バックライトユニット１０’におけるＬＥＤチップから単位導光板１３’までの光の挙動については、後述する。
【００４１】
本実施の形態では、光源としてＬＥＤチップを用いているが、これは、半導体チップ状のＬＥＤは形状がさらに小さくかつ狭い領域に配置できるので、安価な低出力のＬＥＤチップを用いた場合にも、間隔を詰めて多くのＬＥＤを配置することで照度も向上し、高機能の、バックライトの光源として利用できる点で好ましいためである。ただし、これに限るものではなく、例えば、パッケージに収納されたＬＥＤでもよく、有機ＥＬ発光素子又は無機ＥＬ発光素子を用いることも可能である。
【００４２】
図４は、ＬＥＤ基板２４ａの構成を示す上面図である。図４及び図５に示されるように、ＬＥＤ基板２４ａの主表面には、白色系樹脂からなるダム２６ａが形成されている。図５に示されるように、ダム２６ａは、液晶表示装置１の幅方向（長手方向）に長尺に形成されている。また、ダム２６ａは、環状に形成されている。そして、ダム２６ａ内には、ＬＥＤチップ２３ａが、ダム２６ａの長手方向に間隔（例えば数ｍｍ）をあけて列状に配置されている。ダム２６ａの外周には、光結合部材３０との位置調整のためのアライメントマーク２７ａが設けられている。アライメントマーク２７ａは、ＬＥＤチップ２３ａの実装位置を規定するために予めＬＥＤ基板２４ａに準備されたものである。また、ＬＥＤ基板２４ａは、いわゆるプリント配線基板であり、アルミナ、セラミック、ガラスエポキシ（ガラエポ）樹脂等の材料から構成される。ＬＥＤ基板２４ａの厚さは、例えば２ｍｍである。
【００４３】
また、図５では示されていないが、ダム２６ａ内には、複数のＬＥＤチップ２３ａを封止する透明樹脂が充填されている。そして、この透明樹脂には、蛍光体が含まれている。なお、蛍光体は、個々のＬＥＤチップ２３ａに対し同一の種類のものが用いられている。
【００４４】
また、ＬＥＤ基板２４ａには、ボス用穴２８ａ及び２８ａが形成されている。このボス用穴２８ａ及び２８ａは、後述するボス３５ａ及び３５ａ’（図８参照）を挿入するための穴である。
【００４５】
光結合部材３０は、図３及び図５に示されるように、Ｘ方向に垂直な断面形状が略Ｕ字形状（トンネル状）であり、Ｘ方向に長尺な棒状体である。そして、単位導光板１３’とＬＥＤチップ２３ａとの間に設けられている。
【００４６】
この結果、本実施の形態の液晶表示装置１は、液晶パネル４と、液晶パネル４に光を照射する導光板１３と、導光板１３に光を結合する光学部材としての光結合部材３０と、上記光結合部材３０に入射光を発するＬＥＤチップ２３ａとを備え、上記液晶パネル４、導光板１３、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａがこの順に並んで配設された構成になっている。そして、液晶表示装置１におけるバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａが導光板１３の下方に設けられた光源直下型のバックライト１０となっている。そして、これらＬＥＤチップ２３ａは、出射光の光軸方向つまり入射光における最も輝度の高い方向が、平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。
【００４７】
また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、光源モジュール本体２０は、液晶表示装置１の裏面側の端部に、突出部として設けられている。そして、光源モジュール本体２０の内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａとが格納されている。また、光源モジュール本体２０は、液晶表示装置１の長手方向（Ｘ方向）に帯状に形成されており、内部に格納されている光結合部材３０もＸ方向に帯状に形成されている。つまり、「突出部」は、光源モジュール本体２０を構成する部材のうち、光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａ及びそのカバー等で構成されると換言できる。
【００４８】
本実施の形態では、突出部である光源モジュール本体２０がシャーシ１１の平坦面から突出した断面長方形状にて形成されているが、これに限定されるものではなく、断面が半円形、半楕円形、三角形等の四角形以外の多角形であっても構わない。つまり、突出部とは、断面が四角形の凸部形状である構成のみを意図するものではなく、内部に光結合部材又は光源等を格納できる機能を有する限り、種々の形状・大きさが許容される。
【００４９】
また、本実施の形態では、液晶表示装置１は、導光板の加工という技術思想を伴うことなく、光源としてのＬＥＤチップ２３ａから導光板１３への光結合効率を高め、光利用効率を向上し得る。以下、光結合部材３０の詳細構造及び光路について説明する。
【００５０】
光結合部材３０は、上述したように、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａとの間に設けられた断面略Ｕ字形状の帯状体つまり棒状体からなっている。光結合部材３０の材質は、導光板１３の材質と同じ樹脂からなっている。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材３０から導光板１３への光の入射が円滑に行われる。導光板１３の屈折率が光結合部材３０の屈折率より僅かに高い構成でも構わない。また樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。
【００５１】
詳細には、図６（ａ）に示されるように、光結合部材３０における単位導光板１３’側の表面は、平板状の単位導光板１３’に当接する入射部としての頂部平坦面３１と、曲面３２ａ及び３２ｂとからなっている。曲面３２ａ及び３２ｂは、頂部平坦面３１から両端側にそれぞれ単位導光板１３’から遠ざかるように伸びる反射面として形成されている。
【００５２】
曲面３２ａ及び３２ｂは、例えば、図６（ａ）に示す断面放物線とすることができる。すなわち、曲面３２ａ及び３２ｂは、液晶パネル４の長手方向（Ｘ方向）に垂直な光結合部材３０の断面形状において、放物線を構成する。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、断面楕円、弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面３１から斜めに傾斜する平面であっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。これにより、光結合部材３０が、光源から出射された光を、光結合部材内部で曲げながら伝搬し、平板状の単位導光板１３’に対して斜めに入射させるように機能する。このため、光源からの光の殆どを単位導光板１３’に結合させることができる。
【００５３】
また、光結合部材３０における単位導光板１３’側とは反対側の表面、つまり光結合部材３０の下端は、２つの下端平坦面となっている。この２つの下端平坦面のうち１つがＬＥＤチップ２３ａからの光を入光する入光面３３ａとなっている。ＬＥＤチップ２３ａは、入光面３３ａの真下に配置されている。そして、入光面３３ａの一部に高さ０．５ｍｍ程度のスペーサ２５ａが形成され、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２３ａの破損を防いでいる。ＬＥＤチップ２３ａは、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされている。すなわち、ＬＥＤチップ２３ａは、スペーサ２５ａ近傍に接着剤等を塗布することで、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定される。
【００５４】
さらに、光結合部材３０の下端側の中央部には凹部３４が形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部３４が存在しない断面かまぼこ状や断面半円状でもよい。すなわち、本実施の形態では、反射面３２ａ及び３２ｂにて反射する光の単位導光板１３’への光路が確保できればよいので、光路とならない部分は凹部３４としてくり抜くことができる。これにより、コスト削減を図ることができる。尚、凹部３４に図示せぬ反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３１近傍で発生した迷光が発生する場合があっても迷光の一部を単位導光板１３’側に反射させ液晶パネル４への照射を向上させることができる。
【００５５】
光結合部材３０の入光面３３ａの下側には、ＬＥＤ基板２４ａにボンディングされたＬＥＤチップ２３ａが近接して設けられている。ＬＥＤチップ２３ａは、図６（ｂ）に示されるように、例えば断面放物線からなる曲面３２ａの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。これにより、図６（ａ）に示されるように、例えばＬＥＤチップ２３ａから出射された光は、光結合部材３０の入光面３３ａから入光し、断面放物線の曲面３２ａにて反射される。そして、その反射光が光結合部材３０の頂部平坦面３１に到達し、到達方向を維持して単位導光板１３’に斜めに入射する。単位導光板１３’に入射した光は、図６（ａ）に示す単位導光板１３’の右側の内部を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体（単位導光板１３’の裏面、すなわち反射シート１２側の面に設けられている）と衝突することにより、単位導光板１３’中を進む角度が変わる。そして、進む角度に応じて、全反射条件が破られた光と全反射条件を満たす光とになる。全反射条件が破られた光は、単位導光板１３’の液晶パネル４側表面から出射し、前記拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。一方、全反射条件を満たす光は、単位導光板１３’から出射せず、反射シート１２で反射し、単位導光板１３’のさらに右側の内部（図３におけるＹ方向）を全反射して進みつつ、図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより単位導光板１３’中を進む角度が変わる。
【００５６】
すなわち、単位導光板１３’に入射した光は、単位導光板１３’内部を全反射し端部へ向かう光路中、単位導光板１３’の裏面に設けられた光散乱体の作用により、単位導光板１３’の液晶パネル４側表面に対する全反射条件が破れた光が生じ、この光が単位導光板１３’から出射する。一方、全反射条件を満たす光は、単位導光板１３’内部を全反射して端部へ向かい、この光路中、再び単位導光板１３’の裏面に設けられた光散乱体の作用により、単位導光板１３’から出射する光が生じる。このように、バックライトユニット１０’では、単位導光板１３’内部において、入射光が全反射し端部へ向かう光路中に光散乱体を設けて入射光の進む角度を変えることにより、単位導光板１３’外部へ光を出射させている。
【００５７】
このような光路は、図７（ａ）に示す断面楕円の光結合部材３０においても同様である。そして、図７（ｂ）に示すように、断面楕円の光結合部材３０においても、ＬＥＤチップ２３ａは、例えば断面楕円からなる曲面３２ａの焦点位置Ｆよりも端部側に存在することが好ましい。
【００５８】
（４）本発明の特徴的構成；ＬＥＤ基板と光結合部材との固定
次に、本発明の特徴的構成について、説明する。図８は、バックライトユニット１０’における単位導光板１３’を取り除いた構成を示す斜視図である。図９は、図８の構成を切断面Ｓで切断したときの断面図を示す。図１０は、図９の構成のＡ側の要部構成を拡大して示した断面図である。
【００５９】
図８〜図１０に示されるように、光結合部材３０は、Ｘ方向に長尺であり、Ｘ方向に垂直な断面が頂部平坦面３１を根元とした二股形状（断面略Ｕ字形状）の帯状体である。頂部平坦面３１からＡ側（一方の側）に延びる股部は、ＬＥＤ基板２４ａ上に配置されている。ＬＥＤ基板２４ａは、ビス３４ａによりヒートシンク２２に螺合されている。
【００６０】
光結合部材３０におけるＬＥＤ基板２４ａと対向する部分には、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとを固定するための２つのボス（ボス部材）３５ａ及び３５ａ’が設けられている。これらボス３５ａ及び３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａに挿入される。そして、これらボス３５ａ及び３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボス３５ａ（第１の光源基板用ボス部材）、及びＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられたボス３５ａ’（第２の光源基板用ボス部材）に割当てられている。すなわち、ボス３５ａ及び３５ａ’のうちボス３５ａのみが、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８に挿入されるとともに、接着剤等で固定されている。一方、ボス３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８に挿入されているだけであり、ＬＥＤ基板２４ａに固定されていない（非固定状態で取り付けられている）。
【００６１】
さらに、図９に示されるように、ヒートシンク２２には、その上のＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａと連通する貫通穴（逃げ穴）２２ａが設けられている。この貫通穴２２ａは、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８ａを貫通するボス３５ａ及び３５ａ’を収容するための穴であるとともに、余分な接着剤が溜まる部分になっている。また、この貫通穴２２ａは、ヒートシンク２２を貫通しており、リワークの際に利用される。
【００６２】
頂部平坦面３１に対しＢ側（他方の側）には、ＬＥＤ基板が配置されていない。頂部平坦面３１からＢ側に延びる股部には、ヒートシンク２２と対向する部分に、光結合部材３０とヒートシンク２２とを固定するための２つのボス３５ｂ及び３５ｂ’が設けられている。図９に示されるように、ヒートシンク２２には、これらボス３５ｂ及び３５ｂ’を挿入するための貫通穴２２ｂが設けられている。そして、これらボス３５ｂ及び３５ｂ’は、ヒートシンク２２に接着固定されたボス３５ｂ（第１の板状部材用ボス部材）、及びヒートシンク２２に対し取り外し可能に取り付けられたボス３５ｂ’（第２の板状部材用ボス部材）に割当てられている。すなわち、ボス３５ｂ及び３５ｂ’のうちボス３５ｂのみが、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されるとともに、接着剤で固定されている。一方、ボス３５ｂ’は、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されているだけであり、ヒートシンク２２に固定されていない（非固定状態で取り付けられている）。ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂは、リワークの際に利用される。なお、ヒートシンク２２とボス３５ｂとの接着に用いられる接着剤は、例えば東亜合成製２７３ＦＴＸが挙げられる。
【００６３】
また、光結合部材３０における単位導光板１３’と対向する部分には、頂部平坦面３１が形成されている。単位導光板１３’は、この頂部平坦面３１で接触固定されている。この頂部平坦面３１が、ＬＥＤ基板２４ａからの光を単位導光板１３’へ光を結合する部分となっている。
【００６４】
また、図８に示されるように、光結合部材３０における、頂部平坦面３１からＡ側に延びる股部には、スペーサ２５ａが設けられている。このスペーサ２５ａは、光結合部材３０の入光面３３ａとＬＥＤ基板２４ａとのクリアランスを保つために設けられている。また、頂部平坦面３１からＢ側に延びる股部には、ヒートシンク２２と当接するスペーサ２５ｂが設けられている。光結合部材３０の入光面３３ａとＬＥＤ基板２４ａとの平行度を保つ必要があるため、スペーサ２５ｂは、スペーサ２５ａよりも、ＬＥＤ基板２４ａの厚さ分だけ高さが大きくなっている。
【００６５】
また、図１０に示されるように、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０の接合部分では、環状のダム２６ａの内側に複数のＬＥＤチップ２３ａが配置されている。このＬＥＤチップは、スペーサ２５ａよりも外側に配置されている。また、ＬＥＤチップ２３ａは、スペーサ２５ａにより光結合部材３０と離間している。このスペーサ２３ａにより、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０との衝突によるＬＥＤチップ２３ａの破損を防いでいる。すなわち、このスペーサ２５ａのおかげで、ＬＥＤ基板２４ａと、光結合部材３０の入光面３３ａとの間にＬＥＤチップ２３ａを配置しかつＬＥＤチップ２３ａを破損させない隙間を設けることができる。
【００６６】
このように、ＬＥＤチップ２３ａは、ＬＥＤ基板２４ａ、スペーサ２５ａおよび接着剤を介して、光結合部材３０に固定されている。その結果、ＬＥＤチップ２３ａと光結合部材３０とは一体化する。
【００６７】
また、ＬＥＤチップ２３ａを封止する透明樹脂は、ダム２６により堰き止められており、その硬化物は、発光部２３ｃを構成する。ＬＥＤチップ２３ａから発した光は、この透明樹脂の硬化物により波長変換される。このため、発光部２３ｃ全体が発光する。発光部２３ｃと光結合部材３０の入光面３３ａとの間のクリアランスは、例えば０．１ｍｍで設定される。そして、このクリアランスは、上述のスペーサ２５ａにより確保される。また、ＬＥＤチップ２３ａから出射した光は、入光面３３ａに入光し光結合部材２０内部を伝搬して、曲面３２ａで全反射し頂部平坦面３１に到達し単位導光板１３’に入射する。図１０に示す矢印Ｌｂは、ＬＥＤチップ２３ａから単位導光板１３’へ向かう代表的な光路の一例を示す。
【００６８】
また、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０の接合部分の寸法の一例として、次の寸法が挙げられる。すなわち、ダム２６のＹ方向の幅が１．５ｍｍ、ＬＥＤ基板２４ａの厚さが２ｍｍ、発光部２３ｃのＹ方向の幅が０．６５ｍｍ、発光部２３ｃと光結合部材３０の入光面３３ａとの間のクリアランスが０．１ｍｍである。
【００６９】
ところで、バックライトユニット１０’において、ボス３５ａ及び３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボス３５ａ、及びＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられたボス３５ａ’に割当てられている。このような構成により、バックライトユニット１０’組立後バックライトユニット１０’を分解したとき、ボス３５ａが破壊しても、良品のＬＥＤ基板２４ａのみを用意してリワーク作業を行うことが可能になるという効果を奏する。以下、図１１を参照して、この効果について、さらに詳述する。図１１は、図８の構成をＺ方向上側から示した上面図である。なお、図１１では、単位導光板１３’を割愛している。
【００７０】
まず、バックライトユニット１０’を組立てるに際し、ボス３５ａ及び３５ａ’のうちボス３５ａを使用して、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとを接着剤で固定する。すなわち、ボス３５ａを用いて光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとを接着固定する一方、ボス３５ａ’を未使用のままとする。ボス３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能になっている。すなわち、ボス３５ａ’は、ＬＥＤ基板２４ａのボス用穴２８及びヒートシンク２２の貫通穴２２ａに挿入されているが、ボス３５ａ’及びボス用穴２８は互いに拘束されない状態になっている。
【００７１】
なお、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとの接着固定前の位置決め調整は、ＬＥＤ基板２４ａに設けられたアライメントマーク２７ａ（図４参照）を用いて行われる。すなわち、アライメントマーク２７ａをカメラ等を用いて光学的に画像認識して、ＬＥＤ基板２４ａと光結合部材３０との位置調整を行う。
【００７２】
次に、ボス３５ｂ及び３５ｂ’のうちボス３５ｂを使用して、光結合部材３０とヒートシンク２２とを接着剤で固定する。すなわち、ボス３５ｂを用いて光結合部材３０とヒートシンク２２とを接着固定する一方、ボス３５ｂ’を未使用のままとする。ボス３５ｂ’は、ヒートシンク２２に対し取り外し可能になっている。ボス３５ｂ’は、ヒートシンク２２の貫通穴２２ｂに挿入されているが、ボス３５ｂ’及び貫通穴は互いに拘束されない状態になっている。
【００７３】
光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとの固定は、ボス３５ａ及び３５ａ’の何れか一方の接着固定で、強度及び信頼性の面で問題がない。また、光結合部材３０とヒートシンクとの固定も、ボス３５ｂ及び３５ｂ’の何れか一方の接着固定で、強度及び信頼性の面で問題がない。
【００７４】
上述したように、バックライトユニット１０’を組立てることにより、リワークするに際し、次の効果を奏する。すなわち、バックライトユニット１０’を組立後（光結合部材３０と、ＬＥＤ基板２４ａ及びヒートシンク２２とを接着後）、使用段階で例えばＬＥＤの点灯不良等の不具合が発生した場合、接着剤で固定していたボス３５ａ及び３５ｂを外し、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ、及びヒートシンク２２を分離させる。この後、良品のＬＥＤ基板２４ａを用意しバックライトユニット１０’を組立てるとき、未使用の（接着剤により固定していない）ボス３５ａ’及び３５ｂ’を、ＬＥＤ基板２４ａ及びヒートシンク２２の各部材に接着固定する。
【００７５】
このように、バックライトユニット１０’の構成によれば、バックライトユニット１０’の組立時、または組立後に、ＬＥＤ等の不良が発生したとしても、不良の原因となる部材（上記の例ではＬＥＤ基板２４ａ）を取替え、リワークにより良品部材（上記の例では光結合部材３０及びヒートシンク２２）を再利用することが可能である。その結果、歩留りの改善につながる。
【００７６】
リワークは、ヒートシンク２２における、ボス３５ａ及び３５ａ’、並びにボス３５ｂ及び３５ｂ’それぞれに対応する位置に形成された貫通穴２２ａ及び２２ｂを利用して、接着剤等をリダクション処理することで容易に対応できる。すなわち、ボス３５ａ及び３５ｂの接着固定の結果、ヒートシンク２２におけるボス３５ａ及び３５ｂが挿入される貫通穴２２ａ及び２２ｂでは、ボス３５ａ及び３５ｂが挿入されていない部分に接着剤が溜まり硬化する。そして、これら貫通穴２２ａ及び２２ｂに形成した接着剤の硬化物をリダクション処理（除去処理）することにより、容易にボス３５ａ及び３５ｂを取り除くことができる。
【００７７】
また、上記の構成によれば、バックライトユニット１０’を分解するに際し、ＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０に接着固定されたボス３５ａが破壊しても、ボス３５ａ’が取り外し可能になっているので、このボス３５ａ’を用いてＬＥＤ基板２４ａ及び光結合部材３０を接着固定することができる。
【００７８】
（変形例１）
バックライトユニット１０’の構成において、図１１に示す構成の他の変形例について説明する。図１２は、この変形例１としてのバックライトユニット１０’に備えられた光結合部材３０の構成を示す斜視図である。
【００７９】
図１２に示されるように、変形例１のバックライトユニット１０’においては、光結合部材３０の二股形状における２つの股部それぞれに、４つのボス３５ａ１〜３５ａ４、ボス３５ｂ１〜３５ｂ４が形成されている。
【００８０】
光結合部材３０の頂部平坦面３１からＡ側（ＬＥＤ基板２４ａ側）に延びる股部には、４つのボス３５ａ１〜３５ａ４が形成されている。そして、これらボス３５ａ１〜３５ａ４は、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定された２つのボス３５ａ１及び３５ａ２（第１の光源基板用ボス部材）、及びＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられた２つのボス３５ａ３及び３５ａ４（第２の光源基板用ボス部材）に割当てられている。そして、これら３５ａ１〜３５ａ４に対応するように、ＬＥＤ基板２４ａ及びヒートシンク２２にそれぞれ、ボス用穴及び貫通穴が４つ形成されている。
【００８１】
また、結合部材３０の頂部平坦面３１からＢ側（ＬＥＤ基板２４ａが設けられていない側）に延びる股部にも、４つのボス３５ｂ１〜３５ｂ４が形成されている。そして、これら３５ｂ１〜３５ｂ４は、ヒートシンク２２に接着固定された２つのボス３５ｂ１及び３５ｂ２（第１の板状部材用ボス部材）、及びＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられた２つのボス３５ｂ３及び３５ｂ４（第２の板状部材用ボス部材）に割当てられている。そして、これら３５ｂ１〜３５ｂ４に対応するように、ヒートシンク２２に貫通穴が４つ形成されている。
【００８２】
このように変形例１のバックライトユニット１０’によれば、光結合部材３０の二股形状の両股部に、４つのボス３５ａ１〜３５ａ４、ボス３５ｂ１〜３５ｂ４が形成されているので、光結合部材３０と各種部材（ＬＥＤ基板２４ａ及びヒートシンク２２）との接着強度が増す。このような変形例１の構成は、振動等が大きい環境や環境劣化が厳しい箇所でバックライトユニット１０’を用いた場合に有効である。
【００８３】
また、ボス３５ａ１〜３５ａ４のうち、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定された２つのボス（第１の光源基板用ボス部材）の割当ては、ＬＥＤ基板２４ａと光結合部材３０との接着強度を高めるという観点から、ボス間距離が広がらないボスの組合わせが好ましい。例えばボス３５ａ１及び３５ａ４をＬＥＤ基板２４ａに接着固定されたボスに割当てた場合、ボス間距離が広がるため好ましくない。好ましくは、ＬＥＤ基板２４ａに接着固定された２つのボスの距離と、ＬＥＤ基板２４ａに対し取り外し可能に取り付けられた２つのボスの距離とが同じになるように割当てることが好ましい。
【００８４】
なお、変形例１のバックライトユニット１０’の組立時においても、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとの接着固定前の位置決め調整は、ＬＥＤ基板２４ａに設けられたアライメントマーク２７ａ（図４参照）を用いて行われる。
【００８５】
（変形例２）
バックライトユニット１０’の構成において、図１１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１３は、この変形例２としてのバックライトユニット１０’に備えられた光結合部材３０の構成を示す斜視図である。
【００８６】
図１３に示されるように、変形例２のバックライトユニット１０’は、光結合部材３０の二股形状の両股部に位置決め用ボス３６ａ及び３６ｂが形成されている点で、変形例１のバックライトユニット１０’と異なる。
【００８７】
光結合部材３０の頂部平坦面３１からＡ側（ＬＥＤ基板２４ａ側）に延びる股部には、２つの位置決め用ボス３６ａが形成されている。そして、これら位置決め用ボス３６ａに対応するように、ＬＥＤ基板２４ａ及びヒートシンク２２にそれぞれ、位置決め用穴及び貫通穴が２つ形成されている。この位置決め用ボス３６ａは、ＬＥＤ基板２４ａの位置決め用穴に挿入されている。そして、この位置決め用穴を用いて、光結合部材３０とＬＥＤ基板２４ａとの接着固定前の位置決め調整が行われる。それゆえ、変形例２のバックライトユニット１０’は、位置決めのためのアライメントマーク２７ａ（図４参照）が形成されていないＬＥＤ基板に対して適用することが可能である。
【００８８】
また、結合部材３０の頂部平坦面３１からＢ側（ＬＥＤ基板２４ａが設けられていない側）に延びる股部にも、２つの位置決め用ボス３６ｂが形成されている。そして、これら位置決め用ボス３６ｂに対応するように、ヒートシンク２２に貫通穴が２つ形成されている。
【００８９】
ここで、上記の例では、バックライトユニット１０’は、単位導光板１３’、光結合部材３０、ＬＥＤ基板２４ａ、及びヒートシンク２２がこの順に配設された構成としていた。しかし、バックライトユニット１０’は、少なくとも、光結合部材３０及びＬＥＤ基板２４ａを備えた構成であればよい。また、導光板１３は、複数の単位導光板１３’からなる形態であっても、一枚板の形態であってもよい。
【００９０】
（５）液晶表示装置への適用について
上述したように、本実施形態のバックライトユニット１０’は、図１に示す液晶表示装置１に適用することが可能である。この場合、図３に示すバックライトユニット１０’をＸ方向に並べて配置して使用する。そして、これにより、単位導光板１３’がＸ方向に配列し、Ｘ方向及びＹ方向の寸法がともに大きな導光板１３が構成される。このような構成とすることにより、液晶表示装置の液晶パネル４の大面積化に対応して、導光板１３の面積を大きくすることができ、大画面の液晶表示装置の実用に適したバックライトを実現することができる。
【００９１】
例えば、長さ１１０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２ｍｍのヒートシンク２２を使用した場合、バックライト１０の組立ては、以下のとおりである。
【００９２】
まず、ヒートシンク２２、光結合部材３０、及びＬＥＤ基板２４ａの光源モジュールセットを８個Ｘ方向に並べて配置する。そして、別途、単位導光板１３’をＸ方向に並べて配置し大型の導光板１３を作製する。そして、上記光源モジュールセットの上（光結合部材３０の頂部平坦面３１）に大型の導光板１３を固定する。このようにして組立てた光源モジュール本体は、液晶パネル４を背面から照射するバックライト方式の面発光装置として適用することができる。
【００９３】
また、バックライト１０を適用し得る液晶表示装置は、図１に示される構成に限定されるものではない。バックライトユニット１０’は、例えば図１４に示す液晶表示装置１’に適用可能である。図１４は、本発明の液晶表示装置の他の構成を示し、図１４（ａ）は、分解斜視図であり、図１４（ｂ）は、バックライト近傍部分を示す断面図である。
【００９４】
図１４に示される液晶表示装置１’は、バックライト１０が液晶パネル４の中央直下に配置されている点で、図１に示す液晶表示装置１と異なる。図１４に示されるように、液晶表示装置１’は、ＶＥＳＡフレーム４０、バックライト（光源モジュール）１０、拡散板２Ａ、プリズムシート３、拡散シート２Ｂ、液晶パネル４及びべゼル５がこの順に重ねられて配置されている。
【００９５】
また、バックライト１０は、下から順（すなわち、液晶パネル４に対して遠い順に）、バックライトユニット１０’が取り付けられたシャーシ１１’、反射シート１２、及び導光板１３にて構成されている。
【００９６】
シャーシ１１’は、バックライト１０の強度を高めるものである。シャーシ１１’は、液晶パネル４と略同じサイズであり、一部（凹部１１ａ’）を除きの平板状である。シャーシ１１’における平板状部分の導光板１３側の平面は、反射シート１２および導光板１３を保持する導光板保持面となる。そして、シャーシ１１’は、導光板保持面に対して導光板１３から離れる方向に段差が付けられた段差部として凹部１１ａ’を有している。この凹部１１ａ’は、シャーシ１１’に形成された溝とも表現できる。
【００９７】
凹部１１ａ’は、液晶パネル４の長辺に平行な方向に延びた長尺状（帯状）の溝であり、液晶パネル４における短辺方向の中央部分に対向する位置に形成されている。すなわち、凹部１１ａ’は、液晶パネル４の横方向（長手方向）に沿っており、かつ、液晶パネル４の縦方向（短手方向）における中心線に対向するように配置されている。
【００９８】
そして、図１４（ａ）に示されるように、段差部である凹部１１ａ’の底面には、複数（例えば８個）のバックライトユニット１０’が、凹部１１ａ’の長手方向に沿って列状に並んで設置される。
【００９９】
また、図１４（ｂ）に示されるように、バックライトユニット１０’は、光源としてのＬＥＤチップを搭載した２つのＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂと、長尺状の光結合部材３０と、単位導光板（不図示）と、ヒートシンク２２とを備えている。
【０１００】
ＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂそれぞれに搭載されたＬＥＤチップは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられている。それら複数のＬＥＤチップが搭載されたＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂの上側に、光結合部材３０が設けられている。すなわち、液晶表示装置１’においては、光結合部材３０の頂部平坦面から両側に延びる２つの股部それぞれに、ＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂが固定されている。それゆえ、液晶表示装置１’においては、光結合部材３０の二股形状における両股部が、ＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂから単位導光板への光結合部分（光を伝達する部分）として利用される。このような液晶表示装置１’であっても、上述したバックライトユニット１０’の構成を適用することが可能である。
【０１０１】
また、バックライトユニット１０’は、例えば図１５に示す液晶表示装置１’にも適用可能である。図１５は、本発明の液晶表示装置のさらに他の構成を示し、バックライト近傍部分を示す断面図である。
【０１０２】
図１５に示されるように、液晶表示装置１’’におけるバックライト１０は、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂが導光板１３（単位導光板１３’）の下方に設けられた光源直下型のバックライト１０となっている。そして、これらＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、出射光の光軸方向つまり入射光における最も輝度の高い方向が、平板状の導光板１３（単位導光板１３’）に対して直交するように配置されている。そして、光結合部材３０の頂部平坦面から両側に延びる２つの股部それぞれに、ＬＥＤ基板２４ａ及び２４ｂが固定されている。
【０１０３】
図１５に示すように、液晶表示装置１’’の裏面側の端部には、突出部として光源モジュール本体２０が設けられており、その内部に光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂとが格納されている。また、光源モジュール本体２０は、液晶表示装置１’’の長手方向（図１４の紙面奥行方向）に帯状に形成されており、内部に格納されている光結合部材３０も液晶表示装置１の長手方向に帯状に形成されている。つまり、「突出部」は、源モジュール本体２０を構成する部材の中の光結合部材３０、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂ及びそのカバー等で構成されると換言できる。このような液晶表示装置１’’であっても、上述したバックライトユニット１０’の構成を適用することが可能である。
【０１０４】
ここで、液晶表示装置１’’では、図１５に示されるように、光源モジュール本体２０は導光板１３（単位導光板１３’）の端部に設けられている。したがって、ＬＥＤチップ２３ａからの光は、図１６に示されるように、光結合部材３０を介して導光板１３の右側方向に入射され、そのまま導光板１３の内部で全反射しながら導光板１３の図示しない右端に向かう。一方、ＬＥＤチップ２３ｂからの光は、図１５に示されるように、光結合部材３０を介して導光板１３の左側方向に入射される。しかし、図１５に示されるように、導光板１３の左側は、位置決めピン１４が設けられており、直ちに導光板１３の下側端部１３ａとなる。このため、光結合部材３０を介して導光板１３の左側方向に入射した光は直ぐに導光板１３の下側端部１３ａに到達し、この下側端部１３ａにて反射される。この結果、導光板１３の下側端部１３ａにて反射された光は、ＬＥＤチップ２３ａからの光と同様に、導光板１３の内部で全反射しながら導光板１３の右端に向かうことになる。これにより、断面略Ｕ字形状の帯状体からなる光結合部材３０の入光面３３ａ及び３３ｂに沿って２列にＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを配した場合には、２列に並んだＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂによって導光板１３の内部で光量を多くして導光させることができる。
【０１０５】
この結果、液晶表示装置１’’におけるバックライト１０では、図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶表示装置１’’の画面の端部に横切って帯状の光源モジュール本体２０を設けることにより、前記液晶パネル４において、均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。
【０１０６】
そして、バックライト１０では、導光板１３の下方からＬＥＤチップ２３ａ及び及び２３ｂの光を導入させる。この結果、従来のサイドエッジ型のバックライトの光利用効率は例えば約７５％であったのに対して、バックライト１０の光利用効率は約８８％となる。したがって、従来のサイドエッジ型のバックライトよりも光利用効率においても優れている。
【０１０７】
また、バックライト１０では、従来のサイドエッジ型のバックライトとは異なり、液晶パネル４の端部に光源が存在しない。このため、図１８に示されるように、液晶パネル４の端部に、直接、フレーム６を設けることが可能である。この結果、額縁寸法を例えば６ｍｍ以下にすることが可能となり、狭額縁化を図ることができる。
【０１０８】
このように、液晶表示装置１’’は、液晶パネル４、導光板１３（単位導光板１３’）、光結合部材３０、並びに、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂがこの順に配設されている。すなわち、液晶表示装置１’’では、導光板１３の下方にＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを設けると共に、導光板１３とＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂとの間に、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから出射された光を、導光板１３の下面の頂部平坦面３１から光を入射させるように光を結合する光結合部材３０を設けている。このため、導光板１３の下方のＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから出射された光は、光結合部材３０を介して導光板１３に入射され、導光板１３の内部を全反射しながら導光板１３の端部まで移動しつつ、その途中で図示しない光路変換素子にて全反射条件が破られ、導光板１３から出射し、反射シート１２で反射し、更に導光板１３内を通過し、導光板１３の液晶パネル４側表面から出射し、上記拡散シート２及びプリズムシート３を通して液晶パネル４に向かう。
【０１０９】
この結果、従来のサイドエッジ型導光板とは異なり、導光板直下型のバックライトとなっているので、額縁寸法を小さくすることができ、意匠効果も向上することができる。また、サイドエッジ型導光板においては必要であった熱膨張を回避するためのＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂと導光板１３との隙間が不要となるので、隙間から光が漏れることがない。すなわち、液晶表示装置１’’では、導光板１３の下方に光結合部材３０並びにＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを配設するので、導光板１３の厚さ方向は長手又は短手の平面方向よりも熱膨張が小さい。それゆえ、導光板１３の伸縮が小さく、光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂとを近接できつ。例えば、光結合部材３０とＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂとの隙間を例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。尚、光結合部材３０は導光板１３に当接しているので、隙間はない。このため、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３０を設けることにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。
【０１１１】
すなわち、本実施形態では、光結合部材３０は、頂部平坦面３１が導光板１３に当接する断面略Ｕ字形状の帯状体つまり棒状体にてなっている。
【０１１２】
この結果、導光板の加工をしなくてもＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂからの光結合部材３０を介した入射光を導光板１３の内部にて導光させることができる。このため、導光板１３（単位導光板１３’）自体は、単純な平板で足りるので、大型の導光板１３に対する加工が不要となる。また、導光板１３を加工するのは困難であるが、光結合部材３０の加工はそれに比べて容易であり、製造コストを削減することができる。
【０１１３】
また、液晶表示装置１’’では、光結合部材３０は、導光板１３の端部に設けられている。この結果、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂからの光を導光板１３の端部にて入射させることになるので、導光板１３において一方向に向けて導光させ、導光板１３の全面から光を取出し、液晶パネル４の全面を照射することが可能となる。
【０１１４】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上し得るバックライト及び液晶表示装置を提供することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、導光板１３に対して斜めに光を入射させる。これにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させるので、導光板１３の内部では入射光が全反射しながら導光される。この結果、導光板の加工をしなくても済み、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから導光板１３への結合効率を高め、光利用効率を向上し得ると共に、製造コストも軽減される。
【０１１６】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、反射面である曲面３２ａ及び３２ｂを有し、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂからの入射光を曲面３２ａ及び３２ｂにて反射させて導光板１３に対して光を入射させる。これにより、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから出射された光は、光結合部材３０に入射し、曲面３２ａ及び３２ｂにて反射する。そして、曲面３２ａ及び３２ｂにて反射された光は、導光板１３の下面の頂部平坦面３１から導光板１３に入射するように結合される。
【０１１７】
この結果、導光板１３の加工を伴うことなく、曲面３２ａ及び３２ｂを有する光結合部材３０にてＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂからの光を導光板１３へ効率よく結合して入射させることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光結合部材３０は、導光板１３内で全反射させるように導光板１３に光を入射させる。これにより、光利用効率を向上し得るバックライト１０を提供することができる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、光結合部材３０への入射光における光軸方向が平板状の導光板１３に対して直交するように配置されている。このため、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂの配置を平板状の導光板１３に対して斜めにする必要がないので、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂの配置も容易であり、構造や組み立て方法が単純である。
【０１２０】
したがって、導光板１３の加工を伴うことなく、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂから導光板１３板への結合効率を高め、光利用効率を向上し得るバックライト及び液晶表示装置を提供することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態のバックライト１０では、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、光結合部材３０の長手方向に沿って２列に設けられている。具体的には、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、断面略Ｕ字形状の光結合部材３０における下端弦の両端部の直下に中心線に沿って平行に２列に設けられている。
【０１２２】
これにより、導光板１３に入射させるときに、２列のＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂをそれぞれ反対方向に光出射させることによって、２列間の中点を通る線を軸対称として光結合部材３０の両側つまり導光板１３の両端側にそれぞれ導光させることができる。したがって、単純な構造にて、導光板１３において輝度分布の均一化を図ることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態のバックライト１０では、光源は、複数のＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂからなっている。ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは形状が小さく微少間隔で密に配列することができ、これにより、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは形状が小さくかつ照度も大きいので、バックライト１０の光源として適切である。
【０１２４】
また、本実施の形態では、導光板１３を加工せずに済み、かつ下方から光入射するので、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。具体的には、導光板１３の加工にはある程度の厚さが必要である。この場合、従来のエッジライト方式は光源の幅よりも導光板を薄くすると光結合率が低下するため薄型化に限界がある。この点、本実施の形態では、導光板１３を薄型化すれば、テレビの薄型化及び軽量化に繋がる。また、導光板１３の材料を節約できるので、加工が不要な点からも低コスト化を図ることができる。また、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを上向きに実装すればよいので、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを含め、液晶表示装置を構成する各部材群の組み立てにおいて、組み立て方向が１方向の組み込み方向で済む。その結果、組み立ての製造装置構成や、組み立て作業が簡単になる。すなわち、従来のエッジライトの場合は、側面から光源を取り付ける必要があるので、液晶表示装置全体として１方向の組込み方向ですまず、製造がやや困難となる。
【０１２５】
また、本実施の形態では、光結合部材３０は、帯状に設けられている。さらに、この帯状に設けられた光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３における長手方向に平行に設けられている。
【０１２６】
これにより、光結合部材３０と複数のＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂとの関係を１：１にする必要がなくなり、複数のＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂを１つの光学部材にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂも光結合部材３０に沿って設けることができるので、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂの配線が容易となる。
【０１２７】
また、上記光結合部材３０は、方形平板状の導光板１３（単位導光板１３’）における縦又は横方向つまり長手方向か短手方向に対し、一本の直線状の部材で構成されてもよく、また、いくつかに区切られた光結合部材の小片を帯状に連ね一直線上に配置しても構わない。
【０１２８】
これにより、１つの光源に対し１の光学素子を設ける必要がなくなり、複数の光源を１つの光学部材にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、光源はパッケージに収納されたタイプのものでも良いが、半導体チップ状のものも適用できる。光源は、光結合部材に沿って配置され、光源の配線も容易となる。
【０１２９】
ところで、バックライト１０では、図１４に示すように、導光板１３の下側には、導光板１３を平面で保持する平板状のシャーシ１１が設けられている。そして、シャーシ１１の導光板保持面は、光結合部材３０が導光板１３に当接する位置付近で開口（図１２の開口１１ａ）を有する。そして、光結合部材３０，並びにＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面よりも下方に位置している。すなわち、本実施の形態では、図１９（ａ）に示すように、開口１１ａを有するシャーシ１１に別体の光源ホルダー２１が接合されており、これにより、光結合部材３０及びＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面１１ｂよりも下方に位置している。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、図１９（ｂ）に示すように、シャーシ１１に凹部を設けてその凹部にＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂ、並びに光結合部材３０を搭載することも可能である。この場合においても、光結合部材３０並びにＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂは、シャーシ１１の導光板保持面１１ｂよりも下方に位置している。
【０１３０】
このような構成とすることによって、導光板１３の背面側においては、光結合部材３０並びにＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂのみが突出していることになる。したがって、光結合部材３０並びにＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂ以外の部分を薄型化することが可能となる。このため、全体として薄型化を図ることができる。さらに、このような構成とすることによって、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂの放熱の面でも優れたものとなる。また、光源モジュール本体２０をシャーシ１１と接続しておくことによって、シャーシ１１が放熱板として機能するので、高い放熱性能を得ることができる。この結果、ＬＥＤチップ２３ａ及び２３ｂの発光効率も向上する。
【０１３１】
また、本実施の形態では、バックライト１０を主に液晶表示装置１に適用していた。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、バックライト１０を照明装置に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態のバックライト１０は、そのまま大型平面光源への適用が可能である。また、導光板１３の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きな平面光源への適用が可能である。
【０１３２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、テレビ、モニター等の液晶表示装置のバックライトに用いることができ、特に、光源直下型のバックライトに適用可能である。また、そのバックライトは、大型平面光源として照明装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１      液晶表示装置（電子機器）
１０    バックライト（光源モジュール）
１０’  バックライトユニット（光源ユニット）
１３    導光板
１３’  単位導光板
２２    ヒートシンク（板状部材）
２０    光源モジュール本体
２３ａ、２３ｂ  ＬＥＤチップ（光源）
２４ａ、２４ｂ  ＬＥＤ基板（光源基板）
２５ａ、２５ｂ  スペーサ
２６ａ、２６ｂ  ダム
３０  光結合部材
３１  頂部平坦面
３２ａ、３２ｂ  曲面
３３ａ、３３ｂ  入光面
３５ａ、３５ａ１、３５ａ２  ボス（第１の光源基板用ボス部材）
３５ａ’、３５ａ３、３５ａ４  ボス（第２の光源基板用ボス部材）
３５ｂ、３５ｂ１、３５ｂ２  ボス（第１の板状部材用ボス部材）
３５ｂ’、３５ｂ３、３５ｂ４  ボス（第２の板状部材用ボス部材）
３６ｂ  位置決め用ボス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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